Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
1. Technisches Gebiet1. Technical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an electric power steering control system according to the preamble of claim 1.
2. Stand der Technik2. State of the art
In einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, die mittels eines elektrischen Motors eine Kraft unterstützt, die für einen Fahrer erforderlich ist, der ein Lenkrad eines Fahrzeugs handhabt, ist es sehr wichtig, dass der elektrische Motor derart gesteuert wird, um ein angemessenes Handhabungsgefühl des Lenkrads zu erhalten. Verschiedene elektrische Servolenkungssteuersysteme zum Ausführen einer derartigen Steuerung wurden bis jetzt vorgeschlagen.In an electric power steering apparatus that assists, by means of an electric motor, a force required for a driver handling a steering wheel of a vehicle, it is very important that the electric motor is controlled so as to obtain an appropriate handling feeling of the steering wheel. Various electric power steering control systems for carrying out such control have heretofore been proposed.
11 ist für ein Blockdiagramm eines konventionellen elektrischen Servolenkungssteuersystems relevant, das in der JP 020 34469A gezeigt wird. Außerdem zeigt 15 einen Aufbau einer allgemein bekannten elektrischen Servolenkungsvorrichtung, um beim besseren Verstehen zu helfen. In 15 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Lenkrad und Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Drehmomentsensor, der an einer Welle des Lenkrads befestigt ist. Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Laufrad und Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Getriebe, das eine Handhabungskraft des Lenkrads 1 auf einen Winkelsteuermechanismus 12 des Laufrads 10 überträgt. 11 is relevant to a block diagram of a conventional electric power steering control system disclosed in U.S.P. JP 020 34469A will be shown. Also shows 15 a structure of a well-known electric power steering apparatus to help with better understanding. In 15 denotes reference numeral 1 a steering wheel and reference numerals 2 denotes a torque sensor which is fixed to a shaft of the steering wheel. reference numeral 10 denotes an impeller and reference numerals 11 denotes a transmission that has a handling force of the steering wheel 1 on an angle control mechanism 12 of the impeller 10 transfers.
In 11 bezeichnet Bezugszeichen 2 einen Drehmomentsensor, der an der Welle des Lenkrads (Bezugszeichen 1 in 15) zum Erfassen der Lenkkraft des Fahrers befestigt ist. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs (hierin nachstehend als eine Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet). Bezugszeichen 6 bezeichnet einen elektrischen Motor (hierin nachstehend als ein Motor bezeichnet) zum Anlegen einer Lenkunterstützungskraft (hierin nachstehend als ein Lenkunterstützungsbetrag oder eine Unterstützungskraft bezeichnet) an die Welle des Lenkrads (hierin nachstehend als eine Lenkwelle bezeichnet). Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Steuervorrichtung zum Berechnen des Lenkunterstützungsbetrags als Reaktion auf ein Signal des erwähnten Drehmomentsensors 2 und Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3 zum Ansteuern des Motors 6.In 11 denotes reference numeral 2 a torque sensor mounted on the shaft of the steering wheel (reference numeral 1 in 15 ) is mounted for detecting the steering force of the driver. reference numeral 3 denotes a vehicle speed sensor for detecting a cruising speed of the vehicle (hereinafter referred to as a vehicle speed). reference numeral 6 denotes an electric motor (hereinafter referred to as an engine) for applying a steering assisting force (hereinafter referred to as a steering assist amount or an assisting force) to the shaft of the steering wheel (hereinafter referred to as a steering shaft). reference numeral 7 denotes a control device for calculating the steering assist amount in response to a signal of said torque sensor 2 and vehicle speed sensor 3 for driving the motor 6 ,
Als nächstes wird eine Operation der Steuervorrichtung 7 beschrieben. Ein erstes Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 bestimmt einen ersten Motorstrom basierend auf einer Ausgabe des Drehmomentsensors 2 und einer Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3, z. B. basierend auf einer Charakteristik, die in 12 gezeigt wird. In 12 wird ein Motorstrom (annähernd gleich einem Motordrehmoment) derart eingestellt, wenn das Lenkdrehmoment einen vorbestimmten Pegel überschreitet, und weiter derart bestimmt, dass er größer wird, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert.Next, an operation of the control device 7 described. A first motor current determining means 101 determines a first motor current based on an output of the torque sensor 2 and an output of the vehicle speed sensor 3 , z. B. based on a characteristic in 12 will be shown. In 12 For example, when the steering torque exceeds a predetermined level, a motor current (approximately equal to a motor torque) is set and further determined to increase as the vehicle speed decreases.
Ein zweites Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 berechnet eine Näherung der Ableitung eines Ausgangssignals von dem erwähnten Drehmomentsensor 2 durch Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel 104. Das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 multipliziert die Näherung des Ableitungs-Werts der Drehmomentsensorausgabe mit einer Verstärkung, die auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 erfasst wird, bestimmt wird. Wie z. B. in 13 gezeigt, je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit, desto größer ist die Verstärkung. Somit bestimmt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 den zweiten Motorstrom in Übereinstimmung mit der Charakteristik, wie in 13 gezeigt. Im Fall von 13 ist der zu erzeugende Motorstrom proportional einer Änderungsrate des Lenkdrehmoments (Drehmoment-Differenzierung) und wird ferner derart bestimmt, um größer zu sein, während die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird.A second motor current determining means 102 calculates an approximation of the derivative of an output signal from the mentioned torque sensor 2 by torque-differential operation means 104 , The second motor current determining means 102 multiplies the approximation of the derivative value of the torque sensor output with a gain based on the vehicle speed determined by the vehicle speed sensor 3 is determined. Such as In 13 shown, the greater the vehicle speed, the greater the gain. Thus, the second motor current determining means determines 102 the second motor current in accordance with the characteristic as in 13 shown. In case of 13 For example, the motor current to be generated is proportional to a rate of change of the steering torque (torque differentiation) and is further determined to be larger as the vehicle speed becomes higher.
Die oben erwähnten ersten Motorstromwerte und zweiten Motorstromwerte werden durch einen Addierer 30 zusammen addiert. Durch Einstellen dieses Additionswertes als einen Zielstrom, der den Motor 6 zu durchlaufen hat, wird der Motor 6 bei einem konstanten Strom durch Motoransteuermittel 103 angesteuert.The above-mentioned first motor current values and second motor current values are provided by an adder 30 added together. By setting this addition value as a target current that drives the motor 6 has to go through, becomes the engine 6 at a constant current through motor drive means 103 driven.
Auf diese Weise bewirkt das erste Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 in dem erwähnten konventionellen elektrischen Servolenkungssteuersystem das Drehmoment, das zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers zu erzeugen ist. Ferner agiert das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 derart, um eine jegliche Wirkung wegen eines Trägheitsmoments des Motors aufzuheben (d. h. ein Gefühl des Fahrers, dass er das Trägheitsmoment des Motors als ein Gewicht empfindet, wenn er das Lenkrad handhabt). Im Ergebnis wird das Lenkgefühl verbessert.In this way, the first motor current determining means causes 101 in the mentioned conventional electric power steering control system, the torque to be generated for assisting the steering force of the driver. Further, the second motor current determining means acts 102 such as to cancel out any effect due to an inertia torque of the engine (ie, a feeling of the driver feeling the moment of inertia of the engine as a weight when handling the steering wheel). As a result, the steering feeling is improved.
Wenn des weiteren bei einer derart hohen Geschwindigkeit gefahren wird, dass das Trägheitsmoment des Motor 6 irgendein Problem verursacht, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102, dass die Verstärkung, mit der die oben beschriebene Näherung des Ableitungs-Werts des Drehmomentsensors multipliziert wird, groß ist. Wenn andererseits bei einer derart niedrigen Geschwindigkeit gefahren wird, dass das Drehmomentsteuersystem wegen dem zweiten Motorstrom instabil wird und es eine Möglichkeit gibt, dass das Lenkdrehmoment zu vibrieren beginnt, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102, dass die oben beschriebene Verstärkung klein ist. In dieser Beziehung ist es sicher, dass um eine Verschlechterung in einem Gefühl wegen der Motorträgheit zu verhindern, die Verstärkung groß genug sein muss. Wenn aber die Verstärkung zu groß ist, wird die Verstärkung, mit der die Näherung des Ableitungs-Werts des Drehmomentsensors multipliziert wird, bei Reisen mit hoher Geschwindigkeit übermäßig groß. Deshalb wird bei Ausführen einer schnellen Lenkung, wie etwa einem Spurwechsel oder einer Gefahrenvermeidung, der oben beschriebene zweite Motorstrom übermäßig groß, wodurch die so genannte Verschlechterung bei Konvergenz, wie etwa ein instabiles Empfinden des Lenkrads, hervorgerufen wird. Somit ist es nicht immer einfach, die Verstärkung abzugleichen.Further, when driving at such a high speed that the moment of inertia of the engine 6 causes any problem, causes the second motor current determining means 102 in that the gain with which the above-described approximation of the derivative value of the torque sensor is multiplied is large. On the other hand, when driving at such a low speed that the Torque control system becomes unstable because of the second motor current and there is a possibility that the steering torque starts to vibrate, causes the second motor current determining means 102 in that the above-described gain is small. In this regard, it is certain that to prevent deterioration in a feeling of engine sluggishness, the gain must be large enough. However, if the gain is too large, the gain multiplied by the approximation of the derivative value of the torque sensor becomes excessively large when traveling at a high speed. Therefore, when executing a quick steering such as lane change or danger avoidance, the above-described second motor current becomes excessively large, thereby causing the so-called deterioration in convergence such as unstable sensation of the steering wheel. Thus, it is not always easy to adjust the gain.
Ursachen für ein Erzeugen der erwähnten Probleme wird hierin nachstehend detaillierter erörtert. 13 ist ein Beispiel des Motorstroms, bestimmt durch das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102, wie oben beschrieben. 13 zeigt, dass der zweite Motorstrom Idiff berechnet wird durch gemeinsames Multiplizieren der erwähnten Näherung des Ableitungswerts des Drehmoments und der oben beschriebenen Verstärkung basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit. In dieser Differenzierungsoperation gibt es jedoch eine Zeitkonstante. Selbst nachdem der Fahrer seinen Griff am Lenkrad lockert (als ein extremes Beispiel, nachdem der Fahrer das Lenkrad loslässt), wodurch ein Lenkdrehmoment zu einem Wert von annähernd 0 kommt, wird deshalb der zweite Motorstrom Idiff während einer Zeit als Reaktion auf die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung des Drehmoments nicht O. Entsprechend wird der Strom noch an den Motor 6 angelegt. In dem Fall, dass diese Zeitkonstante zu lang ist, wird die Konvergenz des Fahrzeugs schlechter, z. B. zur Zeit eines Spurwechsels beim Fahren mit einer hohen Geschwindigkeit.Causes for generating the mentioned problems will be discussed in more detail hereinafter. 13 is an example of the motor current determined by the second motor current determining means 102 , as described above. 13 shows that the second motor current Idiff is calculated by multiplying the aforementioned approximation of the derivative value of the torque and the above-described gain based on the vehicle speed. In this differentiation operation, however, there is a time constant. Therefore, even after the driver releases his grip on the steering wheel (as an extreme example, after the driver releases the steering wheel), whereby a steering torque becomes close to zero, the second engine current Idiff becomes in response to the time constant of the approach differentiation of torque not O. Accordingly, the current is still to the motor 6 created. In the case that this time constant is too long, the convergence of the vehicle becomes worse, e.g. B. at the time of a lane change when driving at a high speed.
Um zu verhindern, dass das Lenkgefühl wegen dem Trägheitsmoment des Motors 6 beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit schlechter wird, wie oben beschrieben, wird in der Charakteristik in 13 die oben beschriebene Verstärkung eingestellt, um höher als die bei einer niedrigen Geschwindigkeit zu sein. Eine derartige Einstellung bedeutet, dass je höher die Geschwindigkeit, desto größer der Motorstrom, der fließt, nachdem die Lenkkraft 0 ist, und dass die oben erörterte Konvergenz veranlasst wird, schlechter zu werden.To prevent the steering feel due to the moment of inertia of the engine 6 when traveling at high speed becomes worse, as described above, in the characteristic in 13 set the above-described gain to be higher than that at a low speed. Such setting means that the higher the speed, the larger the motor current that flows after the steering force is 0, and that the convergence discussed above is made worse.
Um eine derartige Bedingung zu verhindern, z. B. im Gegensatz zu der Einstellung in 13, wenn die Charakteristik derart eingestellt wird, dass sich die Verstärkung bei einer hohen Geschwindigkeit verringert, wird es unmöglich, die Wirkung wegen des Motorträgheitsmoments beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit aufzuheben. Als ein Ergebnis wird das Lenkgefühl schlechter. Auf diese Weise gibt es eine Grenze beim Steuern des Lenkgefühls nur durch die Verstärkung, d. h. durch die Abstimmung des Neigungswinkels in 13.To prevent such a condition, for. B. in contrast to the setting in 13 That is, if the characteristic is set such that the gain decreases at a high speed, it becomes impossible to cancel the effect due to the engine inertial torque when traveling at a high speed. As a result, the steering feeling becomes worse. In this way, there is a limit in controlling the steering feeling only by the gain, that is, by the adjustment of the inclination angle in 13 ,
Um derartige Probleme zu überwinden, legt die JP 10 157636A einen anderen Aufbau des elektrischen Servolenkungssteuersystems offen. 14 zeigt einen Aufbau, der dem in dieser Patentveröffentlichung offengelegten ähnlich ist.To overcome such problems, the JP 10 157636A another structure of the electric power steering control system open. 14 shows a structure similar to that disclosed in this patent publication.
In dem bekannten Steuersystem von 14 ist mittels eines Phasenkompensators 110 die Näherung des Ableitungs-Werts des Drehmomentsensors 2 Gegenstand einer Phasenkompensation (sodass eine Frequenzcharakteristik verbessert wird und ein Signal einer überflüssigen Frequenzkomponente der Näherung des Ableitungs-Wertes gedämpft wird). Der phasenkompensierte Wert wird in das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 eingegeben und danach wird auf die gleiche Weise, wie in dem vorangehenden konventionellen Beispiel in 11, der zweite Motorstrom berechnet. Eine Addition einer derartigen Phasenkompensationsschaltung erfordert eine Addition einer beliebigen analogen elektronischen Schaltung oder digitalen Schaltung, die zusätzliche Software erfordert, was letztendlich zum Absenken einer Verarbeitungsgeschwindigkeit wegen einer komplizierten Verarbeitung führt.In the known control system of 14 is by means of a phase compensator 110 the approximation of the derivative value of the torque sensor 2 Subject of a phase compensation (so that a frequency characteristic is improved and a signal of a superfluous frequency component of the approximation of the derivative value is attenuated). The phase compensated value is input to the second motor current determining means 102 is input and thereafter in the same manner as in the preceding conventional example in 11 that calculates second motor current. Addition of such a phase compensation circuit requires addition of any analog electronic circuit or digital circuit requiring additional software, which ultimately results in lowering a processing speed because of complicated processing.
In dem konventionellen elektrischen Servolenkungssteuersystem der oben beschriebenen Anordnung wird die Verstärkung groß, mit der eine Verstärkung der Näherung des Ableitungs-Wertes des Drehmomentssensors beim Reisen mit einer hohen Geschwindigkeit multipliziert wird. Entsprechend gibt es ein Problem damit, dass der zweite Motorstrom zur Zeit eines Ausführens einer schnellen Lenkung, wie etwa einem Spurwechsel oder einer Gefahrenvermeidung, übermäßig groß wird, wodurch die sogenannte Verschlechterung bei Konvergenz, wie etwa ein instabiles Gefühl des Lenkrads, verursacht wird. Um das erwähnte Problem, das die Konvergenz beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit betrifft, zu überwinden, wurde außerdem im Gegensatz zu dem oben beschriebenen konventionellen Beispiel versucht, die Charakteristik einzustellen, sodass die Verstärkung, mit der die Näherung des Ableitungs-Werts des Drehmomentsensors beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit multipliziert wird, klein wird. Bei diesem Versuch gibt es jedoch ein anderes Problem damit, dass das Trägheitsmoment des Motors nicht ausreichend kompensiert wird, was letztendlich zu einer Verschlechterung im Lenkgefühl führt.In the conventional electric power steering control system of the above-described arrangement, the gain multiplied by a gain in the approximation of the derivative value of the torque sensor when traveling at a high speed becomes large. Accordingly, there is a problem that the second motor current becomes excessively large at the time of executing a fast steering such as a lane change or danger avoidance, causing the so-called deterioration in convergence such as an unstable feel of the steering wheel. In order to overcome the mentioned problem concerning the convergence in high-speed traveling, moreover, unlike the conventional example described above, it has been attempted to set the characteristic so that the gain with which the approximation of the derivative value of the torque sensor when traveling is multiplied at high speed, becomes small. In this experiment, however, there is another problem that the moment of inertia of the engine is not sufficiently compensated, which ultimately leads to a deterioration in the steering feel.
Das andere konventionelle System, das gedacht ist, das Problem, das dem konventionellen System entspricht, durch Phasenkompensation zu lösen, erfordert des weiteren einen Phasenkompensator. Somit gibt es ein Problem damit, dass eine Addition der elektronischen Schaltung in dem Fall erforderlich ist, dass die analoge Schaltung einen derartigen Phasenkompensator bildet. Ferner gibt es ein Problem damit, dass in dem Fall des Einsetzen eines Microcomputers, der als der Phasenkompensator dient, da der Operationsumfang (d. h. ein zu berechnendes Volumen) steigt, ein aufwändiger Mikroprozessor zum Ausführen der Berechnungsoperation bei einer hohen Geschwindigkeit erforderlich ist, was zu hohen Kosten führt.The other conventional system that is thought to be the problem that is conventional System is equivalent to solve by phase compensation, further requires a phase compensator. Thus, there is a problem that addition of the electronic circuit is required in the case that the analog circuit forms such a phase compensator. Further, there is a problem that in the case of employing a microcomputer serving as the phase compensator, since the operation amount (ie, a volume to be calculated) increases, an expensive microprocessor for performing the computation operation at a high speed is required high costs leads.
Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus US 6,148,948 A bekannt. Ferner ist aus US 5,894,205 A ein Servolenkungssteuersystem bekannt, bei welchem ein Lenkdrehmomentsensor vorgesehen ist, sowie eine Schaltung zum Differenzieren des gemessenen Lenkdrehmoments.The preamble of claim 1 is made US 6,148,948 A known. Furthermore, it is off US 5,894,205 A a power steering control system is known, in which a steering torque sensor is provided, and a circuit for differentiating the measured steering torque.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Servolenkungssteuersystem zu schaffen. Ein Ziel dabei ist z. B. ohne Erhöhen eines Operationsumfangs sowohl Konvergenz als auch Lenkgefühl beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit zu verbessern, während ein leichtes Lenkgefühl beim Reisen mit einer niedrigen und mittleren Geschwindigkeit erhalten wird, wodurch ein komfortables Lenkgefühl sichergestellt wird.The object of the present invention is to provide an improved power steering control system. One goal is z. For example, without increasing an operation amount, both convergence and steering feeling when traveling at a high speed can be improved, while a light steering feeling when traveling at a low and medium speed is obtained, thereby ensuring a comfortable steering feeling.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein elektrisches Servolenkungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by an electric power steering system having the features of claim 1. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Für den Zweck des Erhaltens eines elektrischen Servolenkungssteuersystems, das ein komfortables Lenkgefühl als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit vorsieht, ist es wünschenswert, dass das erwähnte Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel ausgebildet ist die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs als Zustandsgröße (in der Beschreibung auch als Zustandsmenge bezeichnet) des Fahrzeugs zu verwenden. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, dass die erwähnte Differenzial-Zeitkonstante eingestellt wird, um kleiner zu sein, wenn die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs größer wird.For the purpose of obtaining an electric power steering control system that provides a comfortable steering feeling in response to the vehicle speed, it is desirable that the mentioned time constant determining means is configured to map the cruising speed of the vehicle as a state quantity (also referred to as a state quantity in the description) of the vehicle use. In this case, it is particularly desirable that the mentioned differential time constant be set to be smaller as the cruising speed of the vehicle becomes larger.
Für den Zweck des Erhaltens eines elektrischen Servolenkungssteuersystems, das jegliche Wirkung wegen einer Frequenzcharakteristik, Temperaturcharakteristik oder Schwankung im Drehmomentsensor aufheben und ein Trägheitsmoment etc. des Motors mit einer geeigneten Zeitkonstante als Reaktion auf das Lenkdrehmoment kompensieren kann, ist es wünschenswert, dass das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel ausgebildet ist das Signal des Drehmomentsensors als Zustandsgröße des Fahrzeugs zu verwenden. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, dass die erwähnte Differenzial-Zeitkonstante eingestellt wird, größer zu sein, wenn das Signal des Drehmomentsensors größer wird.For the purpose of obtaining an electric power steering control system which can cancel out any effect due to a frequency characteristic, temperature characteristic or fluctuation in the torque sensor and compensate for an inertia torque etc. of the motor with an appropriate time constant in response to the steering torque, it is desirable that the time constant determining means designed to use the signal of the torque sensor as a state variable of the vehicle. It is particularly desirable that the mentioned differential time constant is set to be larger as the signal of the torque sensor becomes larger.
Für den Zweck des Erhaltens eines elektrischen Servolenkungssteuersystems, das ein besseres Lenkgefühl eines leichten Empfindens, das mit einer Stabilität des Fahrzeugs kompatibel ist, vorsieht, ist es wünschenswert, dass das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel ausgebildet ist die Gierrate des Fahrzeugs als Zustandsgröße des Fahrzeugs zu verwenden. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, dass die Differenzial-Zeitkonstante eingestellt wird, um kleiner zu sein, wenn die Gierrate größer wird.For the purpose of obtaining an electric power steering control system providing a better steering feeling of a light feeling compatible with a stability of the vehicle, it is desirable that the time constant determining means is configured to use the yaw rate of the vehicle as a state quantity of the vehicle. In this case, it is particularly desirable that the differential time constant be set to be smaller as the yaw rate becomes larger.
Für den Zweck des Erhaltens eines elektrischen Servolenkungssteuersystems, das ein besseres Lenkgefühl eines leichten Empfindens, das mit einer Stabilität des Fahrzeugs kompatibel ist, auch ohne Hinzufügen eines Gierraten-Sensors, ist es wünschenswert, dass das erwähnte Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel die Lenkgeschwindigkeit (in der Beschreibung auch als Lenkrate bezeichnet) der Lenkvorrichtung als Zustandsgröße des Fahrzeugs zu verwenden. Dabei ist es insbesondere wünschenswert, dass die Differenzial-Zeitkonstante eingestellt wird, um kleiner zu sein, wenn die Lenkgeschwindingkeit größer wird. For the purpose of obtaining an electric power steering control system having a better steering feeling of a light feeling compatible with a stability of the vehicle even without adding a yaw rate sensor, it is desirable that the mentioned time constant determining means control the steering speed (in description also referred to as steering rate) of the steering device to be used as a state variable of the vehicle. In this case, it is particularly desirable that the differential time constant be set to be smaller as the steering speed becomes larger.
Für den Zweck des Erhaltens eines optimalen Lenkgefühls ist es ebenfalls wünschenswert, dass das erwähnte Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eine Vielzahl von Zustandsgrößen verwendet, z. B die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs, das Signal des Drehmomentsensors, die Gierrate des Fahrzeugs und/oder die Lenkgeschwindigkeit der Lenkvorrichtung.For the purpose of obtaining an optimum steering feeling, it is also desirable that the mentioned time constant determining means uses a plurality of state quantities, e.g. B is the cruising speed of the vehicle, the signal of the torque sensor, the yaw rate of the vehicle and / or the steering speed of the steering device.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.Brief description of the drawings.
1 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 FIG. 10 is a control block diagram showing an electric power steering control system according to a first preferred embodiment of the present invention. FIG.
2 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 Fig. 10 is a control block diagram showing an electric power steering control system according to a second embodiment of the invention.
3 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps in 2 zeigt. 3 FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a time constant determining means of a vehicle speed reaction type in FIG 2 shows.
4 ist ein Diagramm zum Erläutern der anderen Charakteristik des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps in 2. 4 FIG. 14 is a diagram for explaining the other characteristic of the time constant determining means of a vehicle speed reaction type in FIG 2 ,
5 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. 5 FIG. 10 is a control block diagram showing an electric power steering control system according to a third embodiment. FIG.
6 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Drehmoment-Reaktionstyps in 5 zeigt. 6 FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a time constant determining means of a torque reaction type in FIG 5 shows.
7 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. 7 FIG. 10 is a control block diagram showing an electric power steering control system according to a fourth embodiment. FIG.
8 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Gierraten-Reaktionstyps in 7 zeigt. 8th FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a time constant determining means of a yaw rate reaction type in FIG 7 shows.
9 ist ein Steuerungs-Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. 9 FIG. 10 is a control block diagram showing an electric power steering control system according to a fifth embodiment. FIG.
10 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Lenkraten-Reaktionstyps in 9 zeigt. 10 FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a time constant determining means of a steering rate reaction type in FIG 9 shows.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß dem Stand der Technik zeigt. 11 Fig. 10 is a block diagram showing a prior art electric power steering control system.
12 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines ersten Motorstrom-Bestimmungsmittels in 11 zeigt. 12 FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a first motor current determining means in FIG 11 shows.
13 ist ein Diagramm, das eine Charakteristik eines zweiten Motorstrom-Bestimmungsmittels in 11 zeigt. 13 FIG. 15 is a diagram showing a characteristic of a second motor current determining means in FIG 11 shows.
14 ist ein Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß einem anderen Stand der Technik zeigt. 14 Fig. 10 is a block diagram showing an electric power steering control system according to another prior art.
15 ist ein schematisches Diagramm, das einen Mechanismus der elektrischen Servolenkungsvorrichtung zeigt. 15 Fig. 10 is a schematic diagram showing a mechanism of the electric power steering apparatus.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the Preferred Embodiments
Ausführungsform 1Embodiment 1
1 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Außerdem bezeichnen in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile wie in dem erwähnten konventionellen elektrischen Servolenkungssteuersystem und ihre Beschreibung wird kurz gegeben. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 2 einen Drehmomentsensor, der an einer Welle eines nicht gezeigten Lenkrads montiert ist, zum Erfassen einer Lenkkraft, die ein Fahrer an das Lenkrad anlegt. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Motor zum Anlegen einer Lenkunterstützungskraft zum Unterstützen der erwähnten Lenkkraft an die Lenkwelle des Fahrzeugs. 1 FIG. 15 is a diagram showing an electric power steering control system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. In addition, in the drawings, the same reference numerals designate the same or similar parts as in the mentioned conventional electric power steering control system, and their description will be briefly given. In the drawing, reference designates 2 a torque sensor which is mounted on a shaft of a steering wheel, not shown, for detecting a steering force, which applies a driver to the steering wheel. reference numeral 6 denotes a motor for applying a steering assist force for assisting the aforementioned steering force to the steering shaft of the vehicle.
Bezugszeichen 81 bezeichnet ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das eine Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs darstellt (auch als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet). Bezugszeichen 82 bezeichnet ein Ausgangssignal des erwähnten Drehmomentsensors 2. Bezugszeichen 83 bezeichnet ein Gierratensignal, das eine Gierrate des Fahrzeugs darstellt. Bezugszeichen 84 bezeichnet ein Lenkratensignal, das eine Geschwindigkeit darstellt, die erhalten wird, wenn das nicht gezeigte Lenkrad durch die erwähnte Lenkvorrichtung gelenkt wird. Aus Gründen der Beschreibung werden Daten, die durch diese vier Signale dargestellt werden, hierin nachstehend als Zustandsmenge des Fahrzeugs bezeichnet.reference numeral 81 denotes a vehicle speed signal representing a cruising speed of the vehicle (also referred to as a vehicle speed). reference numeral 82 denotes an output signal of the mentioned torque sensor 2 , reference numeral 83 denotes a yaw rate signal representing a yaw rate of the vehicle. reference numeral 84 denotes a steering rate signal representing a speed obtained when the steering wheel, not shown, is steered by the mentioned steering device. For the sake of description, data represented by these four signals will be referred to hereinafter as the state amount of the vehicle.
Bezugszeichen 70X bezeichnet eine Steuervorrichtung zum Bestimmen einer Zeitkonstante als Reaktion auf eines bis vier Signale aus den erwähnten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 81, Drehmomentsignal 82, Gierratensignal 83 und Lenkratensignal 84, Berechnen eines Lenkunterstützungsaufwands und Ansteuern des Motors 6.reference numeral 70X denotes a control device for determining a time constant in response to one to four signals from the mentioned vehicle speed signal 81 , Torque signal 82 Yaw rate signal 83 and steering rate signal 84 Calculating a steering assist effort and driving the motor 6 ,
Ein erstes Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 bestimmt einen ersten Motorstrom mit z. B. einer derartigen Charakteristik, wie der des in 12 gezeigten konventionellen Systems basierend auf der Ausgabe des Drehmomentsensors 2 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 81.A first motor current determining means 101 determines a first motor current with z. B. such a characteristic as that of in 12 shown conventional system based on the output of the torque sensor 2 and the vehicle speed signal 81 ,
Ein zweites Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 berechnet die Näherung der Ableitung der Ausgabe des Drehmomentsensors 2 durch ein Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A, das intern mit einer Differenzialfunktion versehen ist, die eine Differenzial-Zeitkonstante als Reaktion auf die Zeitkonstante, die von dem anderen angewiesen wird, ändern kann. Danach multipliziert das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 den Wert der Annäherungsdifferenzierung mit einer Verstärkung, die basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 81 bestimmt wird, und bestimmt einen zweiten Motorstromwert basierend auf z. B. einer derartigen Charakteristik wie der des in 13 gezeigten konventionellen Systems. Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105X bestimmt die Zeitkonstante basierend auf einem bis vier Signalausgaben unter dem erwähnten vier Signalen und weist die erhaltene Zeitkonstante dem Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A an.A second motor current determining means 102 calculates the approximation of the derivative of the output of the torque sensor 2 by a torque variable operation means of a variable time constant type 104A internally provided with a differential function capable of changing a differential time constant in response to the time constant commanded by the other. Thereafter, the second motor current determining means multiplies 102 the value of the approach differentiation with a gain based on the vehicle speed signal 81 is determined, and determines a second motor current value based on z. B. such a characteristic as that of in 13 shown conventional system. Time constant determination means 105X determines the time constant based on one to four signal outputs among the mentioned four signals, and assigns the obtained time constant to the torque-variable operation means of a variable time constant type 104A at.
Motoransteuermittel 103 steuert den Motor 6 bei einem konstanten Strom an, eine Summe des ersten Motorstroms und des zweiten Motorstroms als einen Zielstrom festsetzend, der durch den Motor 6 zu leiten ist.Motoransteuermittel 103 controls the engine 6 at a constant current, a sum of the first motor current and the second motor current as establishing a target current passing through the engine 6 to lead is.
Es wird nun eine Operation beschrieben. Das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105X bestimmt basierend auf erwähnten einer bis vier Zustandsmengen die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung an dem Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A. Dieses Bestimmungsverfahren wird detailliert jeweils in den folgenden bevorzugten Ausführungsformen für jede Zustandsmenge beschrieben. Danach führt das Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A in Übereinstimmung mit der Zeitkonstante, die durch das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105X angewiesen wird, eine Differenzierung durch.An operation will now be described. The time constant determining means 105X determined based on said one to four state sets, the time constant of the approach differentiation on the torque-variable operation means of a variable time constant type 104A , This determination method will be described in detail in each of the following preferred embodiments for each state quantity. Thereafter, the torque-differential operation means of a variable time constant type 104A in accordance with the time constant determined by the time constant determining means 105X is instructed to differentiate by.
Jegliche andere Operation mit Ausnahme dieser ist ziemlich die gleiche wie die in dem erwähnten konventionellen System und ihre detaillierte Beschreibung wird weggelassen, um die unnötige Wiederholung zu vermeiden. Das erste Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 erzeugt ein Hilfsdrehmoment, das die Lenkkraft des Fahrers unterstützt. In der Zwischenzeit agiert das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 derart, um jegliche Wirkung auf den Motor 6 wegen eines Trägheitsmoments aufzuheben (d. h. ein Gefühl des Fahrers, dass er das Trägheitsmoment des Motors als ein Gewicht empfindet, wenn er das Lenkrad handhabt). Somit wird das Lenkgefühl verbessert.Any other operation other than this is much the same as that in the mentioned conventional system and its detailed description is omitted to avoid the unnecessary repetition. The first motor current determining means 101 generates an assist torque that supports the driver's steering effort. In the meantime, the second motor current determining means acts 102 so, to any effect on the engine 6 due to inertia (ie, a driver's sense that he feels the moment of inertia of the engine as a weight when handling the steering wheel). Thus, the steering feeling is improved.
Beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit, wenn das Trägheitsmoment des Motors 6 ein Problem ist, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 des weiteren, dass die Verstärkung, mit der die Näherung des Ableitungs-Werts des oben beschriebenen Drehmomentsensors multipliziert wird, groß ist. Beim Reisen mit niedriger Geschwindigkeit, wenn das Drehmomentsteuersystem wegen dem zweiten Motorstrom instabil wird und es eine Möglichkeit gibt, dass das Lenkdrehmoment vibriert, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 andererseits, dass die oben beschriebene Verstärkung klein ist.When traveling at high speed, when the moment of inertia of the engine 6 is a problem causes the second motor current determining means 102 Further, the gain with which the approximation of the derivative value of the above-described torque sensor is multiplied is large. When traveling at low speed, when the torque control system becomes unstable due to the second motor current and there is a possibility that the steering torque is vibrating, the second motor current determining means effects 102 on the other hand, that the above-described gain is small.
Nun wird ein Einstellen des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels 105X beschrieben.Now, setting of the time constant determining means becomes 105X described.
Das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105X bewirkt, dass sich die Zeitkonstante des Drehmomentdifferenzial-Operationsmittels eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A als Reaktion auf die Änderung von nicht weniger als einem der erwähnten vier Signale ändert. Das heißt, die Anzahl der verwendeten Signale kann ein beliebiges oder kann vier sein. Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass eine Charakteristik abhängig von der Anzahl der verwendeten Signale geändert werden kann. Deshalb werden einzelne Beispiele jeweils für jedes Signal in den später beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Das heißt, es wird eine Änderungscharakteristik der Zeitkonstante bezüglich des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals 81 in Ausführungsform 2 beschrieben. Ferner wird eine Charakteristik hinsichtlich des Drehmomentssignals 82 in Ausführungsform 3 beschrieben, eine Charakteristik hinsichtlich des Gierratensignals 83 wird in einer vierten Ausführungsform beschrieben und eine Charakteristik hinsichtlich des Lenkratensignals 84 wird in Ausführungsform 4 beschrieben. Durch Verwenden lediglich jeder Zustandsmenge, wie in Ausführungsformen 2 bis 5 beschrieben, anderenfalls durch Verwenden einer Vielzahl von Zustandsmengen in Kombination, kann das Lenkgefühl verbessert werden.The time constant determining means 105X causes the time constant of the torque-differential operation means of a variable time constant type 104A changes in response to the change of not less than one of the four signals mentioned. That is, the number of signals used may be any or may be four. It goes without saying that a characteristic can be changed depending on the number of signals used. Therefore, individual examples will be described for each signal in the preferred embodiments described later. That is, it becomes a change characteristic of the time constant with respect to the vehicle speed signal 81 in Embodiment 2. Further, a characteristic with respect to the torque signal 82 in Embodiment 3, a characteristic of the yaw rate signal 83 is described in a fourth embodiment and a characteristic with respect to the steering rate signal 84 is described in Embodiment 4. By using only each state quantity as described in Embodiments 2 to 5, otherwise by using a plurality of state quantities in combination, the steering feeling can be improved.
Obwohl das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105X gezeigt wird, als mit allen der erwähnten vier Signale in dieser Ausführungsform 1 verbunden zu sein, ist es außerdem wünschenswert, dass zumindest ein Signal dazu verbunden ist, wie oben erörtert.Although the time constant determining means 105X In addition, as shown in Fig. 1, it is desirable that at least one signal is connected thereto as discussed above.
Ausführungsform 2Embodiment 2
2 ist ein Diagramm, das ein elektrisches Servolenkungssteuersystem gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt. 2 FIG. 10 is a diagram showing an electric power steering control system according to Embodiment 2 of the invention. FIG.
In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 2 einen Drehmomentsensor, der an der Welle des nicht gezeigten Lenkrads montiert ist, zum Erfassen der Lenkkraft; die der Fahrer an das Lenkrad anlegt. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Motor zum Anlegen der Lenkhilfskraft, die die erwähnte Lenkkraft unterstützt, an die Lenkwelle des Fahrzeugs. Bezugszeichen 70 bezeichnet eine Steuervorrichtung zum Berechnen des Lenkunterstützungsaufwands als Reaktion auf das Signal der erwähnten Drehmomentsensor 2 und Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 3 und Ansteuern des Motors 6.In the drawing, reference designates 2 a torque sensor, which is mounted on the shaft of the steering wheel, not shown, for detecting the steering force; which the driver applies to the steering wheel. reference numeral 3 denotes a vehicle speed sensor for detecting a speed of the vehicle. reference numeral 6 denotes a motor for applying the steering assist force, which supports the aforementioned steering force, to the steering shaft of the vehicle. reference numeral 70 denotes a control device for calculating the steering assist effort in response to the signal of said torque sensor 2 and vehicle speed sensor 3 and driving the motor 6 ,
Das erste Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 bestimmt einen ersten Motorstrom mit z. B. einer derartigen Charakteristik wie der des in 12 gezeigten konventionellen Systems basierend auf der Ausgabe des Drehmomentsensors 2 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3.The first motor current determining means 101 determines a first motor current with z. B. such a characteristic as that of in 12 shown conventional system based on the output of the torque sensor 2 and the vehicle speed sensor 3 ,
Ein zweites Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 berechnet die Näherung der Ableitung der Ausgabe des Drehmomentsensors 2 durch Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A, das intern mit einer Differenzialfunktion versehen ist, die eine Differenzial-Zeitkonstante als Reaktion auf die Zeitkonstante, die von dem anderen angewiesen wird, ändern kann. Danach multipliziert das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 die Näherung des Ableitungs-Werts des Drehmomentsensors mit einer Verstärkung basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 81 und bestimmt einen zweiten Motorstromwert basierend auf z. B. einer derartigen Charakteristik wie der des in 13 gezeigten konventionellen Systems.A second motor current determining means 102 calculates the approximation of the derivative of the output of the torque sensor 2 by torque variable operation means of a variable time constant type 104A internally provided with a differential function capable of changing a differential time constant in response to the time constant commanded by the other. Thereafter, the second motor current determining means multiplies 102 the approximation of the derivative value of the torque sensor with a gain based on the vehicle speed signal 81 and determines a second motor current value based on z. B. such a characteristic as that of in 13 shown conventional system.
Der Motor 6 wird bei einem konstanten Strom angesteuert, eine Summe des ersten Motorstroms und des zweiten Motorstroms als einen Zielstrom, der durch den Motor 6 zu leiten ist, festsetzend.The motor 6 is driven at a constant current, a sum of the first motor current and the second motor current as a target current passing through the motor 6 to direct, fixing.
Es ist zu vermerken, dass die erwähnte Charakteristik von 12 oder 13 nur als ein Beispiel gezeigt wird und es bedeutet nicht immer, dass sie wie diese sein muss.It should be noted that the mentioned characteristic of 12 or 13 just as an example and it does not always mean that it has to be like this.
Bezugszeichen 105 ist ein Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps zum Bestimmen der Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung, die in dem Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A zu berechnen ist, als Reaktion auf die Fahrzeitgeschwindigkeit.reference numeral 105 is a time constant determining means of a vehicle speed reaction type for determining the time constant of the approach differentiation, which in the torque differential operation means of a variable time constant type 104A is to be calculated in response to the travel speed.
Nun wird eine Operation beschrieben. Das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps 105 bestimmt die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung in dem Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A basierend auf der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 3 derart, dass die Zeitkonstante dazu kommt, kleiner zu sein, während die Fahrzeuggeschwindigkeit größer wird, wie die in 3 gezeigte Charakteristik. Danach führt das Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A eine Differenzierung in Übereinstimmung mit der Zeitkonstante durch, die durch das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps 105 angewiesen wird.Now an operation is described. The time constant determining means of a vehicle speed reaction type 105 determines the time constant of the approach differentiation in the torque-differential operation means of a variable-time constant type 104A based on the output of the vehicle speed sensor 3 such that the time constant comes to be smaller as the vehicle speed increases, as in 3 characteristic shown. Thereafter, the torque-differential operation means of a variable time constant type 104A a differentiation in accordance with the time constant by the time constant determining means of a vehicle speed reaction type 105 is instructed.
Jegliche andere Operation mit Ausnahme dieser ist ziemlich die gleiche wie die in dem erwähnten konventionellen System und ihre detaillierte Beschreibung wird weggelassen, um eine unnötige Wiederholung zu vermeiden. Das erste Motorstrom-Bestimmungsmittel 101 erzeugt ein Hilfsdrehmoment, das die Lenkkraft des Fahrers unterstützt. In der Zwischenzeit agiert das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 derart, um jegliche Wirkung auf den Motor 6 wegen einem Trägheitsmoment aufzuheben (d. h. ein Gefühl des Fahrers, dass er das Trägheitsmoment des Motors als ein Gewicht empfindet, wenn er das Lenkrad handhabt). Somit wird das Lenkgefühl verbessert.Any other operation other than this is much the same as that in the mentioned conventional system, and its detailed description is omitted to avoid unnecessary repetition. The first motor current determining means 101 generates an assist torque that supports the driver's steering effort. In the meantime, the second motor current determining means acts 102 so, to any effect on the engine 6 due to moment of inertia (ie, a driver's sense that he feels the moment of inertia of the engine as a weight when handling the steering wheel). Thus, the steering feeling is improved.
Beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit, wenn das Trägheitsmoment des Motors 6 ein Problem ist, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 des weiteren, dass die Verstärkung, mit der der Wert der Annäherungsdifferenzierung des oben beschriebenen Drehmomentsensors multipliziert wird, groß ist. Beim Reisen mit niedriger Geschwindigkeit, wenn das Drehmomentsteuersystem wegen dem zweiten Motorstrom instabil wird und es eine Möglichkeit gibt, dass das Lenkdrehmoment vibriert, bewirkt das zweite Motorstrom-Bestimmungsmittel 102 andererseits, dass die oben beschriebene Verstärkung klein ist.When traveling at high speed, when the moment of inertia of the engine 6 is a problem causes the second motor current determining means 102 Further, the gain with which the value of the approach differentiation of the above-described torque sensor is multiplied is large. When traveling at low speed, when the torque control system becomes unstable due to the second motor current and there is a possibility that the steering torque is vibrating, the second motor current determining means effects 102 on the other hand, that the above-described gain is small.
Nun wird eine Einstellung des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps 105 detailliert beschrieben.Now, an adjustment of the time constant determining means of a vehicle speed reaction type will be made 105 described in detail.
Das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Reaktionstyps 105 bewirkt, dass sich die Zeitkonstante des Drehmomentdifferenzial-Operationsmittels eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Zum Beispiel zeigt 3 ein Beispiel, dass sich die Zeitkonstante als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit monoton verringert. In diesem Beispiel kommt durch Einstellen der Zeitkonstante, beim Reisen mit niedriger Geschwindigkeit lang zu sein, eine Zeitdauer des Fließens eines Motorstroms, nach dem es keine Änderung in den Lenkdrehmoment gibt, dazu, lang zu sein. Dies erhöht ein leichtes Empfinden im Lenkgefühl. Durch Veranlassen, dass die Zeitkonstante allmählich kürzer ist, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, kommt die Zeitdauer des angelegten Motorstroms, z. B. nachdem der Fahrer das Lenkrad loslässt, dazu, beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit kurz zu sein. Als ein Ergebnis tritt irgendein instabiles Empfinden des Lenkrads nicht auf und die Konvergenz kann verbessert werden.The time constant determining means of a vehicle speed reaction type 105 causes the time constant of the torque-differential operation means of a variable time constant type 104A changes in response to the vehicle speed. For example, shows 3 an example that the time constant decreases monotonically in response to vehicle speed. In this example, by setting the time constant to be long when traveling at a low speed, a period of flowing a motor current, after which there is no change in the steering torque, comes to be long. This increases a slight feeling in the steering feel. By causing the time constant to be gradually shorter as the vehicle speed increases, the duration of the applied motor current, e.g. For example, after the driver releases the steering wheel, it may be short when traveling at high speed. As a result, any unstable feeling of the steering wheel does not occur and the convergence can be improved.
Auf diese Weise wird es möglich, ein Lenkgefühl mit ausreichend Kompensation des Trägheitsmoments des Motors in der Anfangsstufe des Drehens des Lenkrads zu erreichen, ohne Empfinden einer Phasenverzögerung wegen dem zweiten Motorstrom und mit einem klaren Anfang des Drehens des Lenkrads.In this way, it becomes possible to achieve a steering feeling with sufficient compensation of the moment of inertia of the motor in the initial stage of turning the steering wheel, without feeling a phase delay due to the second motor current and with a clear start of the turning of the steering wheel.
Im Ergebnis wird es möglich, ein optimales Lenkgefühl als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen durch Ändern der Zeitkonstante der oben beschriebenen Annäherungsdifferenzierung als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und Verkürzen der Zeitkonstante, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.As a result, it becomes possible to achieve an optimal steering feeling in response to the vehicle speed by changing the time constant of the above-described approach differentiation in response to the vehicle speed and shortening the time constant as the vehicle speed increases.
Außerdem zeigt 3 gerade ein Beispiel gemäß dieser Ausführungsform, in dem sich die Zeitkonstante monoton verringert, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht. Es ist zu vermerken, dass soweit irgendeine Änderung als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit stattfindet, es wünschenswert ist, dass sich die Zeitkonstante auf eine stufenweise Art verringert, mit nicht notwendigerweise einer linearen Charakteristik im Diagramm. Es ist auch wünschenswert, dass sich die Zeitkonstante auf dem Weg erhöht, oder dass es irgendeinen Teil gibt, der auf dem Weg unverändert bleibt. Zum Beispiel ist 4 ein Beispiel, in dem das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105 derart eingestellt ist, um eine nichtlineare Charakteristik in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu haben. Angenommen, dass die Zeitkonstante bei einem Reisen mit niedriger Geschwindigkeit lang ist, wie in 3 gezeigt, kann ein leichtes Empfinden beim Drehen des Lenkrads erhalten werden. Angenommen jedoch, dass die Zeitkonstante eingestellt wird, übermäßig lang zu sein, wird das erzeugte Hilfsdrehmoment vibrieren. Deshalb wird in dem in 4 gezeigten Beispiel Vibration durch Einstellen der Zeitkonstante, bei einer extrem niedrigen Geschwindigkeit kleiner zu sein als die in dem Bereich einer mittleren Geschwindigkeit, beschränkt. Ferner wird in dem Bereich einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wo es viele Probleme wegen den Auswirkungen durch das Trägheitsmoment des Motors gibt, wie etwa beim Slalomfahren, die Zeitkonstante eingestellt, um für eine ausreichende Kompensation größer zu sein. In dem Bereich hoher Geschwindigkeit wird die Zeitkonstante eingestellt, um wieder klein zu sein, um eine Instabilität des Lenkrads zu verringern, wodurch die Konvergenz verbessert wird.Also shows 3 an example according to this embodiment in which the time constant decreases monotonously as the vehicle speed increases. It should be noted that as far as any change in response to the Vehicle speed takes place, it is desirable that the time constant decreases in a stepwise manner, not necessarily a linear characteristic in the diagram. It is also desirable that the time constant increase on the way, or that there be any part that remains unchanged on the way. For example 4 an example in which the time constant determining means 105 is set to have a non-linear characteristic with respect to the vehicle speed. Suppose that the time constant is long when traveling at low speed, as in 3 shown, a slight sensation when turning the steering wheel can be obtained. However, assuming that the time constant is set to be excessively long, the generated auxiliary torque will vibrate. Therefore, in the in 4 As shown in the example, vibration is set by setting the time constant to be smaller at an extremely low speed than that in the middle speed range. Further, in the range of a vehicle speed where there are many problems due to the effects of the inertia of the engine, such as in slalom driving, the time constant is set to be larger for sufficient compensation. In the high-speed region, the time constant is set to be small again to reduce steering wheel instability, thereby improving the convergence.
Auf diese Weise wird durch Ausführen der Einstellung der optimalen Zeitkonstante als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit das Lenkgefühl weiter verbessert.In this way, by performing the adjustment of the optimum time constant in response to the vehicle speed, the steering feeling is further improved.
Ausführungsform 3Embodiment 3
Es ist wünschenswert, dass die Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante basierend auf der Größe des Lenkdrehmoments 82 bestimmt wird, wie hierin nachstehend beschrieben. 5 ist ein Diagramm, das das elektrische Servolenkungssteuersystem gemäß Ausführungsform 3 zeigt. Bezugszeichen 71 bezeichnet in dieser Ausführungsform eine Steuervorrichtung. Bezugszeichen 105A bezeichnet ein Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Drehmoment-Reaktionstyps zum Anweisen einer Zeitkonstante an das Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A als Reaktion auf die Ausgabe des Drehmomentsensors 2. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder ähnliche Teile wie jene in den vorangehenden Ausführungsformen 1 oder 2 und ihre Beschreibung wird weggelassen.It is desirable that the torque differential time constant be based on the magnitude of the steering torque 82 is determined as described hereinafter. 5 FIG. 15 is a diagram showing the electric power steering control system according to Embodiment 3. FIG. reference numeral 71 denotes a control device in this embodiment. reference numeral 105A denotes a time constant determining means of a torque reaction type for instructing a time constant to the torque differential operation means of a variable time constant type 104A in response to the output of the torque sensor 2 , Like reference numerals designate the same or similar parts as those in the preceding embodiments 1 or 2, and their description is omitted.
Es wird hierin nachstehend eine Einstellung des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Drehmoment Reaktionstyps 105A beschrieben.Hereinafter, an adjustment of the time constant determining means of a torque reaction type will be made 105A described.
Wenn allgemein ein Handhabungswinkel des Lenkrads klein ist und eine Handhabungskraft des Lenkrads ebenfalls klein ist, fährt das Fahrzeug häufig mit einer hohen Geschwindigkeit. Wenn deshalb mit einem derartigen Handhabungswinkel des Lenkrads und einem Lenkrad-Drehmoment gefahren wird, ist es notwendig, dem Absenken einer Instabilität des Lenkrads Bedeutung beizumessen. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, dass das Lenkrad derart eingestellt wird, um von jeglichem instabilen Empfinden in der Nähe einer neutralen Zone der Lenkung frei zu sein. Für diesen Zweck, wie das in 6 gezeigte Charakteristik-Diagramm, ist es wünschenswert, dass die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung eingestellt wird, um in der Nähe des Nullstellenbereichs des Lenkdrehmoments klein zu sein. Wenn andererseits die Zeitkonstante in dem Bereich, wo das Lenkdrehmoment groß ist, groß eingestellt wird, kann in dem Fall, dass das Lenkdrehmoment wegen der Wirkung eines Trägheitsmoments des Motors erhöht wird, der zweite Motorstrom bei einer großen Differenzial-Zeitkonstante angelegt werden. Auf diese Weise stellt das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Drehmoment-Reaktionstyps 105A in dieser Ausführungsform die Zeitkonstante der Drehmoment-Annäherungsdifferenzierung basierend auf dem Ausgangssignal des Drehmomentsensors 2 ein.In general, when a handling angle of the steering wheel is small and a handling force of the steering wheel is also small, the vehicle often runs at a high speed. Therefore, when driving with such a handling angle of the steering wheel and a steering wheel torque, it is necessary to attach importance to the lowering of instability of the steering wheel. In other words, it is desirable that the steering wheel be adjusted so as to be free from any unstable sensation in the vicinity of a neutral zone of the steering. For this purpose, like that in 6 1, it is desirable that the time constant of the approach differentiation be set to be small in the vicinity of the zeroing range of the steering torque. On the other hand, when the time constant in the region where the steering torque is large is set large, in the case where the steering torque is increased due to the effect of an inertia of the engine, the second motor current can be applied at a large differential time constant. In this way, the time constant determining means sets a torque-response type 105A in this embodiment, the time constant of the torque approximation differentiation based on the output signal of the torque sensor 2 one.
In dem Fall ferner, dass die Ausgangscharakteristik des Drehmomentsensors 2 individuell verschiedene Frequenzcharakteristik, Temperaturcharakteristik, Schwankung oder dergleichen umfasst, wird sich der zweite Motorstrom Idiff auch gleichermaßen als Reaktion auf die Charakteristik des Drehmomentsensors ändern. Wenn sich jedoch die erwähnte Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung als Reaktion auf die Charakteristik des Drehmomentsensors 2 ändert, wird es möglich, den Unterschied im Lenkgefühl wegen diesen individuellen Wirkungen des Drehmomentsensors zu beseitigen.In the case further that the output characteristic of the torque sensor 2 individually different frequency characteristic, temperature characteristic, fluctuation or the like, the second motor current Idiff will also change equally in response to the characteristic of the torque sensor. However, if the mentioned time constant of the approach differentiation in response to the characteristic of the torque sensor 2 changes, it becomes possible to eliminate the difference in steering feeling due to these individual effects of the torque sensor.
Entsprechend ist es wünschenswert, dass das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Drehmoment-Reaktionstyps 105A derart angeordnet wird, dass die Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante als Reaktion auf die Charakteristik des Drehmomentsensors 2 in einen nicht-flüchtigen Speicher in irgendeiner Fertigungsanlage oder dergleichen eingestellt werden kann.Accordingly, it is desirable that the time constant determining means of a torque reaction type 105A is arranged such that the torque differential time constant in response to the characteristic of the torque sensor 2 can be set in a non-volatile memory in any manufacturing facility or the like.
Auf diese Weise kann durch Ändern der oben beschriebenen Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung als Reaktion auf die Ausgabe des Drehmomentsensors 2 der zweite Motorstrom als Reaktion auf das Lenkdrehmoment gesteuert werden. Folglich kann ein optimales Lenkgefühl erreicht werden.In this way, by changing the time constant described above, the approach differentiation in response to the output of the torque sensor 2 the second motor current is controlled in response to the steering torque. Consequently, an optimum steering feeling can be achieved.
Durch Bestimmen der erwähnten Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung als Reaktion auf die individuellen Charakteristika des Drehmomentsensors ist es ferner möglich, die Wirkung wegen der Schwankung in der Charakteristik des Drehmomentsensors zu beseitigen.By determining the mentioned time constant of the approach differentiation in response to the individual characteristics of the Torque sensor, it is also possible to eliminate the effect due to the fluctuation in the characteristic of the torque sensor.
Die in 6 gezeigte lineare Charakteristik ist ein typisches Beispiel, und es ist wünschenswert, dass die Charakteristik eine nichtlineare Charakteristik auf die gleiche Weise wie in 4 in der vorangehenden Ausführungsform 2 ist.In the 6 The linear characteristic shown in FIG. 1 is a typical example, and it is desirable that the characteristic has a non-linear characteristic in the same manner as in FIG 4 in the preceding embodiment is 2.
Ausführungsform 4Embodiment 4
Es ist wünschenswert, dass die Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante, die in den vorangehenden Ausführungsformen 2 und 3 beschrieben wird, basierend auf der Gierrate des Fahrzeugs bestimmt wird, wie hierin nachstehend beschrieben. 7 ist ein Diagramm, das das elektrische Servolenkungssteuersystem gemäß dieser Ausführungsform 4 zeigt. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszeichen 72 eine Steuervorrichtung und Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Gierraten-Sensor zum Erfassen einer Gierrate des Fahrzeugs. Der Gierraten-Sensor ist gut bekannt und seine detaillierte Beschreibung wird weggelassen. Die Gierrate kann mittels eines Trägheitssensors, der an dem Fahrzeugkörper befestigt ist (zum Erfassen eines Drehen des Körpers), mittels eines kreuzartigen Beschleunigungssensors, der an dem Körper befestigt ist, oder durch eine Operation (Berechnung) von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel erhalten werden.It is desirable that the torque differential time constant used in the previous embodiments 2 and 3 is determined based on the yaw rate of the vehicle, as described hereinafter. 7 FIG. 15 is a diagram showing the electric power steering control system according to this embodiment 4. FIG. In the drawing, reference designates 72 a control device and reference numerals 11 denotes a yaw rate sensor for detecting a yaw rate of the vehicle. The yaw rate sensor is well known and its detailed description is omitted. The yaw rate may be obtained by means of an inertial sensor attached to the vehicle body (for detecting rotation of the body) by means of a cross-type acceleration sensor attached to the body or by operation (calculation) of the vehicle speed and the steering wheel angle.
Bezugszeichen 105B bezeichnet ein Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Gierraten-Reaktionstyps zum Anweisen einer Zeitkonstante an das Drehmomentdifferenzial-Operationsmittel eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A als Reaktion auf eine Ausgabe des Gierraten-Sensors 11. Das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Gierraten-Reaktionstyps 105B bestimmt die Zeitkonstante für die Drehmoment-Annäherungsdifferenzierung aus der Ausgabe des Gierraten-Sensors 11. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder ähnliche Teile wie jene in den vorangehenden Ausführungsformen 1 oder 2 und ihre Beschreibung wird weggelassen.reference numeral 105B denotes a time constant determining means of a yaw rate reaction type for instructing a time constant to the torque-variable operation means of a variable time constant type 104A in response to an output of the yaw rate sensor 11 , The time constant determining means of a yaw rate reaction type 105B determines the time constant for the torque approximation differentiation from the output of the yaw rate sensor 11 , Like reference numerals designate the same or similar parts as those in the preceding embodiments 1 or 2, and their description is omitted.
Es wird hierin nachstehend eine Einstellung des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Gierraten-Reaktionstyps 105B gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.Hereinafter, an adjustment of the time constant determining means of a yaw rate reaction type will be made 105B described according to this embodiment.
In dem konventionellen elektrischen Servolenkungssteuersystem wird der zweite Motorstrom Idiff basierend auf dem Differenzierungswert des Drehmoments zumindest direkt ungeachtet der Gierrate des Fahrzeugs bestimmt. Allgemein ist in dem zweiten Motorstrom Idiff, der auf eine derartige Weise bestimmt wird, eine Gierrate des Fahrzeugs groß und wird übermäßig groß, wenn ein Verhalten des Fahrzeugs instabil ist, die Gierrate des Fahrzeugs groß ist. Im Ergebnis wird eine Konvergenz des Fahrzeugkörpers verschlechtert.In the conventional electric power steering control system, the second motor current Idiff is determined based on the differentiation value of the torque at least directly regardless of the yaw rate of the vehicle. Generally, in the second motor current Idiff determined in such a manner, a yaw rate of the vehicle becomes large and becomes excessively large when a behavior of the vehicle is unstable, the yaw rate of the vehicle is large. As a result, convergence of the vehicle body is deteriorated.
Um einen derartigen Nachteil zu überwinden, bestimmt das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Gierraten-Reaktionstyps 105B gemäß dieser Ausführungsform die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung mittels des Gierraten-Sensors 11. Wenn z. B. eine Gierrate klein ist und das Fahrzeug in dem stabilen Zustand ist, wie eine in 8 gezeigte Charakteristik, ist eine Erhöhung im leichten Empfinden des Lenkrads beabsichtigt. Zu diesem Zweck wird die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung eingestellt, groß zu sein, und der zweite Motorstrom wird basierend auf der Näherung des Ableitungs-Werts eingestellt. Wenn andererseits eine Gierrate groß ist und das Fahrzeug ein instabiles Verhalten hat, wird die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung eingestellt, klein zu sein. Im Ergebnis kann aus demselben Grund wie in dem Fall, wo die Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante in der vorangehenden Ausführungsform 2 eingestellt wird, beim Reisen mit hoher Geschwindigkeit klein zu sein, eine Konvergenz des Fahrzeugs verbessert werden.In order to overcome such a disadvantage, the time constant determining means determines a yaw rate reaction type 105B According to this embodiment, the time constant of the approach differentiation by means of the yaw rate sensor 11 , If z. B. a yaw rate is small and the vehicle is in the stable state, such as in 8th shown characteristic, an increase in the easy feeling of the steering wheel is intended. For this purpose, the time constant of the approach differentiation is set to be large, and the second motor current is set based on the approximation of the derivative value. On the other hand, when a yaw rate is large and the vehicle has unstable behavior, the time constant of the approach differentiation is set to be small. As a result, for the same reason as in the case where the torque differential time constant is set in the foregoing Embodiment 2, when traveling at a high speed, the convergence of the vehicle can be improved.
Die in 8 gezeigte lineare Charakteristik ist ein typisches Beispiel und es ist wünschenswert, dass die Charakteristik auf die gleiche Weise wie in 4 in der vorangehenden Ausführungsform 2 eine nichtlineare Charakteristik ist.In the 8th The linear characteristic shown is a typical example, and it is desirable that the characteristic be the same as in 4 in the foregoing embodiment, 2 is a nonlinear characteristic.
Des weiteren ist es auch wünschenswert, das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Gierraten-Reaktionstyps 105B anzuordnen, dass es auch auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, beschrieben in der vorangehenden Ausführungsform 2, reagieren kann. Als ein Ergebnis einer derartigen Anordnung wird es möglich, dass der zweite Motorstrom basierend auf der Näherung des Ableitungs-Werts als Reaktion auf die Gierrate weiter kompensiert wird als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit. Folglich können eine Stabilität des Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeit und ein optimales Lenkgefühl in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen besser erzielt werden.Furthermore, it is also desirable to use the time constant determining means of a yaw rate reaction type 105B to be able to respond also to the vehicle speed described in the foregoing embodiment 2. As a result of such arrangement, it becomes possible for the second motor current to be further compensated based on the approximation of the derivative value in response to the yaw rate in response to the vehicle speed. Consequently, stability of the vehicle at a high speed and an optimal steering feeling in accordance with the driving conditions can be better achieved.
Durch Ändern der Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung als Reaktion auf die Gierrate kann auf diese Weise das Lenkgefühl mit der Verhaltensstabilität des Fahrzeugs kompatibel sein.In this way, by changing the time constant of the approach differentiation in response to the yaw rate, the steering feeling may be compatible with the behavioral stability of the vehicle.
Außerdem wird die Gierrate verwendet, um die Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung in der vorangehenden Beschreibung zu bestimmen. Wie jedoch zuvor erwähnt, wird die ähnliche Wirkung durch Verwendung einer beliebigen Zustandsmenge für die Stabilität im Verhalten des Fahrzeugs, wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradwinkel, Drehzahl und kreuzweise Beschleunigung des Fahrzeugkörpers oder dergleichen, anstelle der Gierrate erreicht.In addition, the yaw rate is used to determine the time constant of approach differentiation in the foregoing description. However, as previously mentioned, the similar effect is achieved by using any amount of state for the stability in the behavior of the vehicle, such as vehicle speed and steering wheel angle, speed and cross acceleration of the vehicle Vehicle body or the like, instead of the yaw rate achieved.
Ausführungsform 5Embodiment 5
Bei Bestimmung der Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante basierend auf der Gierrate, beschrieben in der vorangehenden Ausführungsform 4, gibt es ein Problem damit, dass es notwendig ist, einen Gierraten-Sensor hinzuzufügen, einen beliebigen anderen Sensor im Austausch für den Gierraten-Sensor oder eine beliebige Arithmetikoperations-Vorrichtung. Um dies zu bewältigen, wie bereits ein Verfahren zum Erhalten der ähnlichen Wirkung von dem anderen Sensor vorgesehen wurde, ist es wünschenswert, dass die Drehmomentdifferenzial-Zeitkonstante basierend auf der Lenkrate (Geschwindigkeit des Drehens des Lenkrads) bestimmt wird. 9 ist ein Diagramm, das das elektrische Servolenkungssteuersystem gemäß Ausführungsform 5 zeigt. Bezugszeichen 73 bezeichnet in dieser Ausführungsform eine Steuervorrichtung. Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel eines Lenkraten-Reaktionstyps 105C bestimmt die Zeitkonstante der Drehmoment-Annäherungsdifferenzierung aus dem Ausgangssignal des Motordrehzahlsensors 12, der einen Wert erhalten kann, der der Lenkrate entspricht. In 9 jedoch wird aus Gründen eines leichten Verstehens die Beschreibung in dem Zustand, in dem auch das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 81 verwendet wird, angegeben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen die gleichen oder ähnliche Teile wie jene in der vorangehenden Ausführungsform 4 und ihre weitere Beschreibung wird weggelassen.In determining the torque differential time constant based on the yaw rate described in the foregoing Embodiment 4, there is a problem that it is necessary to add a yaw rate sensor, any other sensor in exchange for the yaw rate sensor, or any arithmetic operation -Contraption. To cope with this, as already provided a method of obtaining the similar effect from the other sensor, it is desirable that the torque differential time constant is determined based on the steering rate (speed of rotation of the steering wheel). 9 FIG. 15 is a diagram showing the electric power steering control system according to Embodiment 5. FIG. reference numeral 73 denotes a control device in this embodiment. Time constant determining means of a steering rate reaction type 105C determines the time constant of the torque approximation differentiation from the output of the engine speed sensor 12 which can be given a value corresponding to the steering rate. In 9 however, for the sake of easy understanding, the description will be in the state in which also the vehicle speed signal 81 is used. Like reference numerals denote the same or similar parts as those in the foregoing Embodiment 4, and their further description will be omitted.
Es wird hierin nachstehend ein Einstellen des Zeitkonstanten-Bestimmungsmittels eines Lenkraten-Reaktionstyps 105C in dieser Ausführungsform beschrieben.Hereinafter, setting of the time constant determining means of a steering rate reaction type will be made 105C described in this embodiment.
Wenn die Lenkrate beim Reisen mit einer hohen Geschwindigkeit groß ist, tendiert im allgemeinen das Verhalten des Fahrzeugs dazu, instabil zu sein. Um dies zu bewältigen, wie eine in 10 gezeigte charakteristische Linie, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, ist auch die Lenkrate, d. h. die Motordrehzahl, klein, und das Fahrzeug ist in dem stabilen Zustand, ist es wünschenswert, dass die erwähnte Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung eingestellt wird, groß zu sein, wodurch der zweite Motorstrom basierend auf der Näherung des Ableitungswerts eingestellt wird, was einer Leichtigkeit Bedeutung beimisst. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, ist die Lenkrate, d. h. die Motordrehzahl, groß, und das Verhalten des Fahrzeugs ist in dem instabilen Zustand, ist es andererseits wünschenswert, dass die erwähnte Zeitkonstante der Annäherungsdifferenzierung eingestellt wird, klein zu sein, wodurch die Konvergenz des Fahrzeugs verbessert wird. Das heißt, es kann der gleiche Vorteil wie in der vorangehenden Ausführungsform 4 auftreten. Die in 10 gezeigte sich monoton ändernde Charakteristik ist ein typisches Beispiel, und es ist wünschenswert, dass die Charakteristik eine nichtlineare Charakteristik auf dieselbe Weise wie in 4 in der vorangehenden Ausführungsform 2 ist.In general, when the steering rate is high when traveling at a high speed, the behavior of the vehicle tends to be unstable. To cope with this, like a in 10 Also, when the vehicle speed is low, the steering rate, ie, the engine speed, is small, and the vehicle is in the stable state, it is desirable that the mentioned approach differentiation time constant be set to be large, thereby causing the second Motor current is adjusted based on the approximation of the derivative value, which attaches importance to a lightness. When the vehicle speed is high, the steering rate, ie, the engine speed, is large, and the behavior of the vehicle is in the unstable state, on the other hand, it is desirable that the mentioned approach differentiation time constant be set to be small, thereby increasing the convergence of the vehicle is improved. That is, the same advantage as in the foregoing embodiment 4 may occur. In the 10 A monotone changing characteristic shown is a typical example, and it is desirable that the characteristic has a non-linear characteristic in the same manner as in FIG 4 in the preceding embodiment is 2.
Ferner ist die Motordrehzahl proportional einer gegenelektromotorischen Kraft. Deshalb kann in dieser Ausführungsform, wenn eine gegenelektromotorische Kraft des Motors basierend auf z. B. dem folgenden Ausdruck im Austausch zu der Motordrehzahl berechnet wird, der gleiche Vorteil wie in der vorangehenden Ausführungsform 4 auftreten, ohne dass irgendein Sensor der Anordnung von 2, die Ausführungsform 2 zeigt, hinzugefügt wird. Im Ergebnis können Kosteneinsparungen erzielt werden. Ve = Vm – Ia·Ra wobei: Ve: gegenelektromotorische Kraft des Motors (V)
Vm: angelegte Motorspannung (V)
Ia: Anker-Strom (A)
Ra: Anker-Widerstand (Ω).Further, the engine speed is proportional to a counter electromotive force. Therefore, in this embodiment, when a back electromotive force of the motor based on z. For example, when the following expression is calculated in substitution for the engine speed, the same advantage as in the foregoing embodiment 4 occurs without any sensor of the arrangement of FIG 2 which shows Embodiment 2 is added. As a result, cost savings can be achieved. Ve = Vm - Ia · Ra where: Ve: counter electromotive force of the motor (V)
Vm: applied motor voltage (V)
Ia: anchor current (A)
Ra: Anchor resistance (Ω).
Des weiteren ist es in dem Fall des Vorsehens zum Beispiel eines Lenkwinkelsensors, der eine Lenkrate des Lenkrads messen kann, eine Selbstverständlichkeit, dass der Lenkwinkelsensor verwendet werden kann. Im allgemeinen ist der Lenkwinkelsensor aufwändiger als der Gierraten-Sensor, der in der vorangehenden Ausführungsform 4 beschrieben wird. Entsprechend kann auch in diesem Fall eine viel größere Kostenreduzierung erreicht werden als in der vorangehenden Ausführungsform 4.Further, in the case of providing, for example, a steering angle sensor capable of measuring a steering rate of the steering wheel, it is a matter of course that the steering angle sensor can be used. In general, the steering angle sensor is more expensive than the yaw rate sensor described in the foregoing embodiment 4. Accordingly, a much larger cost reduction can also be achieved in this case than in the preceding embodiment 4.
Obwohl außerdem beschrieben wird, dass notwendigerweise das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist es außerdem nicht immer notwendig, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verwenden. Das heißt, selbst wenn diese Ausführungsform derart angeordnet wird, dass nur das Signal des Motordrehzahlsensors 12 oder das Lenkratensignal 84 verwendet wird, kann der gleiche Vorteil auftreten.In addition, although it is described that the vehicle speed signal is necessarily used in this embodiment, it is not always necessary to use the vehicle speed. That is, even if this embodiment is arranged such that only the signal of the engine speed sensor 12 or the steering rate signal 84 used, the same benefit can occur.
Ausführungsform 6Embodiment 6
In der Beschreibung gemäß den Ausführungsformen 2 bis 5 wurden die Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel 105, 105A, 105B oder 105C zum Anweisen der Zeitkonstante des Drehmomentdifferenzial-Operationsmittels eines Typs mit variabler Zeitkonstante 104A jeweils gezeigt, wie das basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit in Ausführungsform 2, wie das basierend auf dem Drehmoment in Ausführungsform 3, wie das basierend auf der Gierrate in Ausführungsform 4 und wie das basierend auf der Lenkrate in Ausführungsform 5. Ein beliebiges dieser Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel bestimmt die Zeitkonstante als Reaktion auf die Zustandsmenge für die Lenkung des Fahrzeugs (die Zustandsmenge für die Lenkung bedeutet einen Grad oder Pegel einer Stabilität in einer Lenkung des Fahrzeugs). In allen Fällen bewirkt das Zeitkonstanten-Bestimmungsmittel, dass die Differenzial-Zeitkonstante kleiner ist, während sich die Zustandsmenge erhöht (d. h. die Stabilität wird abgesenkt).In the description according to Embodiments 2 to 5, the time constant determining means 105 . 105A . 105B or 105C for instructing the time constant of the torque-differential operation means of a variable time constant type 104A respectively, as determined based on the vehicle speed in Embodiment 2 as based on the torque in Embodiment 3 as based on the yaw rate in Embodiment 4 and as based on the steering rate in Embodiment 5. Any one of these time constant determining means determines the time constant in response to the state amount for the steering of the vehicle (the state amount for the steering means a degree or level of stability in a steering of the vehicle). In all cases, the time constant determining means causes the differential time constant to be smaller as the state quantity increases (ie stability is lowered).
Des weiteren ist es auch möglich, dass die Zustandsmenge für die Lenkung nicht auf die oben beschriebene begrenzt ist, sondern dass der Lenkradwinkel, die Beschleunigung des Fahrzeugs und dergleichen verwendet wird.Furthermore, it is also possible that the state quantity for the steering is not limited to that described above, but that the steering wheel angle, the acceleration of the vehicle and the like is used.
